כיצד למדוד את מקדם השבירה
כאשר אור נכנס לתווך B ממדיום A, אם המדיום A הוא חומר הידרופובי למדיום B, כלומר nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
על מנת למדוד את הערך, הרפרקטומטר של Abbe נוקט בשיטת "חצי אור וחצי חושך", כלומר לתת לאור המונוכרומטי להיכנס למדיום B מהמדיום A מכל הזוויות של 0-90 מעלות, בשעה הפעם, כל הזווית הקריטית במדיום B הוא אור עוברת בכל האזורים, ולכן היא בהירה; בעוד שכל האזורים שמחוץ לזווית הקריטית אינם עוברים אור, אז הוא חשוך, והגבול בין האזורים הבהירים והכהים ברור מאוד. אם אתה מתבונן עם עינית מעל המדיום B, אתה יכול לראות תמונה כהה למחצה עם גבול ברור מאוד.
המדיום שונה, גם הזווית הקריטית שונה, וגם מיקום הגבול של האזורים הבהירים והכהים בעינית שונה. אם חרוט קו "צלב" בעינית, שנה את המיקום היחסי של המדיום B והעינית, כך שבכל פעם הגבול בין האזורים הבהירים והכהים יתאים תמיד לצומת "קו הצלב", על ידי מדידה. מיקומו היחסי (זווית) ולאחר המרה, ניתן לקבל את מקדם השבירה. הקריאה החקוקה על קנה המידה של הרפרקטומטר של Abbe היא מקדם השבירה המומר, כך שניתן לקרוא אותו ישירות. יחד עם זאת, לרפרקטומטר Abbe יש מכשיר לסילוק פיזור, כך שהוא יכול להשתמש ישירות באור השמש, והמספרים הנמדדים זהים לאלו הנמדדים באור נתרן. אלו הם היתרונות של הרפרקטומטר של Abbe.
כיצד להשתמש ברפרקטומטר Abbe: חברו תחילה את הרפרקטומטר למיכל הטמפרטורה הקבועה, לאחר טמפרטורה קבועה, הפרד את הפריזמה הישרה, ונגב בעדינות את משטחי המראה העליון והתחתון עם כמות קטנה של אתנול או אצטון על משי או ניקוי עדשות עיתון. לאחר שהאתנול או האצטון מתאדים, הוסף טיפת מים מזוקקים למראה למטה, סגור את המנסרה והתאם את המראה כדי להפוך את שדה הראייה בתוך המראה לבהיר.
סובב את המנסרה עד להופעת קו גבול או פס אור צבעוני במראה; אם מופיעה פס אור צבעוני, כוונן את הפיזור כדי להפוך את הגבול בין אור לחושך ברור, ולאחר מכן סובב את המנסרה הזווית הישרה כך שקו הגבול עובר במקרה דרך הצומת של "הצלב". רשום את הקריאה והטמפרטורה, חזור פעמיים כדי למדוד את אינדקס השבירה הממוצע של מים טהורים והשוואה לערך הסטנדרטי של מים טהורים (=1.33299), ניתן לקבל את מתקן הכיול של הרפרקטומטר, ולאחר מכן ניתן למדוד את מקדם השבירה של דגימת הנוזל לבדיקה באותו אופן. ערך התיקון הוא בדרך כלל קטן, ואם הערך גדול מדי, יש לכייל מחדש את המכשיר כולו. יש לשים לב לנקודות הבאות בעת השימוש ברפרקטומטר:
(1) טווח המדידה של Abbe הוא מ-1.3000 עד 1.7000, והדיוק הוא ±0.0001; בעת המדידה, יש לשים לב האם הטמפרטורה של מעיל הבידוד נכונה. אם ברצונך למדוד ל-±0.0001, יש לשלוט בטמפרטורה בטווח של ±0.1 מעלות.
(2) אין לחשוף את המכשיר לאור השמש במהלך השימוש או האחסון, ויש לכסות אותו במטלית שחורה כאשר אינו בשימוש.
(3) יש להגן על הפריזמה של הרפרקטומטר כדי למנוע שריטות על פני המראה. בעת הוספת נוזל, אסור שקצה הטפטפת ייגע במנסרה.
(4) יש לנקות את משטח המראה לפני כל טיפה של המדגם; לאחר השימוש, יש לנקות את משטח המראה עם אצטון או 95 אחוז אתנול, ולסגור את המנסרה לאחר הייבוש.
(5) יש להימנע מנוזלים הפוגעים או ממיסים את זכוכית הפריזמה, מתכת הבידוד והדבק שביניהם.
לבסוף, יש לציין שלא ניתן להשתמש ברפרקטומטר Abbe בטמפרטורות גבוהות יותר; קשה למדוד דגימות נדיפות או סופגות מים; בנוסף, הדרישות לטוהר הדגימות הן גם גבוהות. באופן כללי, כאשר הטמפרטורה עולה במעלה אחת, מקדם השבירה של התרכובת האורגנית הנוזלית יורד ב-3.5×10-4-5.5×10-4. לחלק מהנוזלים, במיוחד כאשר הטמפרטורה שיש לקבל את מקדם השבירה שלה קרובה לנקודת הרתיחה שלה, יש מקדם טמפרטורה של עד 7×10-4. בעבודה מעשית, מקדם השבירה הנמדד בטמפרטורה מסוימת הופך לרוב למקדם השבירה בטמפרטורה אחרת. לנוחות החישוב, 4.5×10-4 משמש בדרך כלל כקבוע שינוי הטמפרטורה. לערך המתקבל על ידי חישוב גס זה עשויה להיות שגיאה קלה, אך הוא בעל ערך ייחוס. במילים אחרות, מקדם השבירה יורד עם עליית הטמפרטורה, ומקדם השבירה משתנה בכ-0.00045 עבור כל שינוי של מעלה אחת צלזיוס. נוכל לחשב את מקדם השבירה מתוקן ל-20 מעלות על ידי הנוסחה הבאה: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 degree )
כאשר nD(t) הוא מקדם השבירה שנמדד בניסוי בטמפרטורה t. זה מראה שכאשר טמפרטורת הניסוי גבוהה מ-20 מעלות, nD(20) גדול מ-nD(t); בעוד כאשר טמפרטורת הניסוי נמוכה מ-20 מעלות, nD(20) קטן מ-nD(t).
דוגמה: נתון nD(t) =1.3667, t=25.2 degree , חשב nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 מעלות )
nD(20)=1.3667 פלוס 0.00045(25.2 מעלות -20 מעלות )
{{0}}.3667 פלוס 0.00045 × 5.2
=1.36904 השפעת אורך גל האור
מקדם השבירה של חומר משתנה עם אורך הגל של האור, כאשר אורכי גל ארוכים יותר בעלי מקדם שבירה קטן יותר ואורכי גל קצרים יותר בעלי מקדם שבירה גדול יותר. מקור האור המשמש למדידה הוא בדרך כלל אור לבן. כאשר האור הלבן נשבר על ידי המנסרה ונוזל המדגם, בשל אורכי הגל השונים של כל צבע אור, גם דרגת השבירה שונה. לאחר השבירה, הוא מפורק למגוון של אורות צבעוניים. תופעה זו נקראת פיזור. פיזור האור יהפוך את קו ההפרדה בין אור לחושך בשדה הראייה לבלתי ברור, וכתוצאה מכך טעויות מדידה. על מנת למנוע פיזור, מותקן מפצה פיזור בקצה התחתון של צינור התצפית של רפרקטומטר Abbe.
השפעת הטמפרטורה
מקדם השבירה של תמיסה משתנה עם הטמפרטורה, מקדם השבירה יורד ככל שהטמפרטורה עולה, ועולה ככל שהטמפרטורה יורדת. קנה המידה על הרפרקטומטר חרוט בטמפרטורה הסטנדרטית של 20 מעלות. לכן, עדיף למדוד את מקדם השבירה ב-20 מעלות. אחרת, יש לבצע תיקון טמפרטורה על תוצאות המדידה. כאשר הוא עולה על 20 מעלות , הוסף את מספר התיקון; כאשר הוא נמוך מ-20 מעלות, הפחיתו את מספר התיקון
